Базовые понятия сетевых технологий. Лекция 1

1.

Содержание курса:
15 лекций
4 лабораторный работы
2 практических занятия
Базовые понятия сетевых технологий
Эталонная модель взаимодействия открытых систем (OSI)
Топология сетей
Физический уровень модели OSI
Канальный уровень модели OSI
Технологии и устройства канального уровня модели OSI
Технологии беспроводных сетей
Технологии широкополосного доступа
Адресация сетевого уровня модели OSI
Протоколы разрешения адресов
Протоколы сетевого уровня
Протоколы верхних уровней модели OSI

2.

Лекция 1.
Базовые понятия
сетевых технологий

3.

Лекция 1. Базовые понятия сетевых технологий
История компьютерных сетей
Использование компьютерных сетей
Современные тенденции
Компьютерная сеть – основные понятия и определения
Классификация компьютерных сетей
Взаимодействие компьютеров в сети

4.

История компьютерных сетей
История развития компьютерных сетей неразрывно связана с развитием
вычислительной техники.
40-е годы — Огромные вычислительные устройства, построенные на
реле и радиолампах
1947 г. — Изобретение полупроводниковых транзисторов
1950-е — Развитие мэйнфреймов
Конец 50-х годов — Изобретение интегральных схем
Конец 60-х — Удешевление элементов, появление мини-компьютеров
Конец 70-х — Появление персональных компьютеров

5.

История компьютерных сетей
Первые локальные компьютерные сети
Начало 70-х годов - появление больших интегральных схем (БИС).
В 1978 г. компания Apple Computer выпустила первый персональный компьютер (ПК).
В начале 80-х годов произошел взрыв в области объединения компьютеров в сеть.
Терминатор
Терминатор

6.

История компьютерных сетей
Появление стандартов локальных вычислительных сетей
Хаотичное развитие локальных сетей и используемых в них технологий привело к их
несовместимости.
Появилась необходимость в стандартизации правил сетевого взаимодействия.
В 1983 г. институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) принял стандарт
IEEE 802.3 на технологию Ethernet, разработанную Робертом Меткалфом в 1973 г.
В 1985 г. был принят стандарт IEEE 802.5 на технологию Token Ring, изначально
разработанную компанией IBM.
В середине 80-х стали популярными технологии FDDI (Fiber Distributed Data Interface ) и
ARCNET (Attached Resource Computer NETwork)

7.

История компьютерных сетей
Появление глобальных сетей
Проблема: связать локальные сети, находящиеся на большом расстоянии друг от друга.
Решение этой проблемы было найдено в создании глобальных вычислительных сетей.

8.

Обмен сообщениями
Использование компьютерных
сетей
E-mail, чаты, программы обмена сообщениями
Получение информации
Web-сервисы, поисковые системы
Межсетевое взаимодействие
Виртуальные частные сети (Virtual Private Network, VPN) через
Интернет
Коммерция
E-commerce, видеоконференции
Развлечения
Игры, просмотр фильмов
Образование
E-learning, и т.д.

9.

Современные тенденции
Реализации концепции мультисервисной сети.
Мультисервисная сеть — это сетевая среда, способная передавать аудио-, видеопотоки и данные в
унифицированном (цифровом) формате по единому протоколу.
Концепция конвергенции фиксированной и мобильной связи – Fixed Mobile Convergence (FMC).
Развитие облачных сервисов (Cloud). Облачный сервис представляет собой клиент-серверную технологию,
которая позволяет клиенту использовать ресурсы (процессорное время, память, сетевые каналы,
программное обеспечение и т.д) и мощности группы серверов в сети.
Облачные вычисления (cloud computing) — это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого
доступа по требованию к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов которые могут быть
оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или
обращениями к провайдеру.
Интернет-камера
Сеть
Облако
Устройство хранения данных
Сервер
ПК
Мобильный телефон

10.

Компьютерная сеть
Компьютерная сеть (сеть передачи данных) — группа устройств, объединенных между
собой каким-либо способом с целью совместного доступа к ресурсам и обмена
информацией.
ПК 4
Сервер
Принтер
Коммутатор
ПК 1
ПК 2
ПК 3

11.

Компьютерная сеть
Основные определения
Узел (абонент, хост) - оконечное устройство (компьютер, сетевой принтер, IP-камера, IPтелефон, дисковый массив), непосредственно подключенное к сетеобразующему
телекоммуникационному оборудованию.
Сервер – специально выделенный высокопроизводительный компьютер, оснащенный
соответствующим программным обеспечением, централизованно управляющий работой
сети и/или предоставляющий другим компьютерам свои ресурсы (файлы данных,
накопители, процессорное время и т.д.).
Клиентский компьютер (рабочая станция) – компьютер пользователя сети,
получающий доступ к ресурсам сервера (серверов).
Среда передачи (канал связи, линия связи) - физическая среда распространения
сигналов от источника к приемнику.
Пропускная способность
линии связи.
- максимально возможная скорость передачи данных по
Сегмент сети - логически или физически обособленная часть сети.
Сегментация сети - разделения сети на сегменты с целью уменьшения в них количества
узлов, увеличения пропускной способности в расчете на один узел и повышения
безопасности.

12.

Классификация компьютерных
сетей
Компьютерные сети можно классифицировать про разным признакам:
По территориальному признаку
По типу среды передачи
По скорости передачи информации
По типу функционального взаимодействия
По типу сетевой топологии
По функциональному назначению
По сетевым операционным системам

13.

Классификация компьютерных сетей
По территориальному признаку:
Локальная сеть (Local Area Network, LAN) – группа компьютеров, связанных друг с
другом и расположенных на небольшой территории. В общем случае локальная сеть
представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной
организации.
Пример: домашние сети, офисные сети, кампусные сети.
Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) – сеть, объединяющая компьютеры
разных городов, регионов, государств.
Пример: Интернет, сети между странами/городами.
Городская сеть или сеть мегаполиса (Metropolitan Area Network, MAN) – сеть,
связывающая множество локальных сетей на территории одного города. Сочетает в
себе признаки как локальной, так и глобальной сети. Для нее характерна большая
плотность подключения конечных абонентов, высокоскоростные линии связи и
большая протяженность линий связи.
Пример: опорная сеть провайдера, сеть кабельного телевидения.

14.

Классификация компьютерных сетей
Пример объединения сетей
Глобальная
Городская
Городская
Локальная
Локальная
Локальная
Локальная

15.

Классификация компьютерных сетей
Виртуальная частная сеть (Virtual Private Network, VPN)– несколько локальных сетей
предприятия, объединенных через Интернет.
VPN-туннель
Локальная сеть 2
Локальная сеть 1
Межсетевой экран
с VPN-сервером
Межсетевой экран
с VPN-сервером
Виртуальная частная сеть

16.

Классификация компьютерных сетей
По типу среды передачи:
Проводные: телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконнокабель
Сервер
Коммутатор
Коммутатор
Сетевой дисковый массив
Беспроводные: передача информации с использованием электромагнитных волн в
определенном частотном диапазоне
Точка доступа
оптический

17.

Классификация компьютерных сетей
Классификация сетей по скорости передачи информации
Сети
Низкоскоростные
(до 10 Мбит/с)
Среднескоростные
(до 100 Мбит/с)
Высокоскоростные
(свыше 100 Мбит/с)

18.

Классификация компьютерных сетей
По типу взаимодействия:
Одноранговые сети: все компьютеры
равноправны.
Сети типа «клиент-сервер»: выделяются
один
или
несколько
компьютеров,
называемых серверами.

19.

Взаимодействие компьютеров в
сети
Взаимодействие компьютеров в сети
Компоненты сети
:
Аппаратные:
o Персональные компьютеры (ПК)
o Серверы
o Кабели и разъемы
o Сетевые адаптеры
o Коммутаторы
o Маршрутизаторы
o Точки доступа
Программные:
o Сетевая операционная система с поддержкой протокола TCP/IP
o Сетевые приложения

20.

Выводы:
Компьютерные сети явились результатом эволюции компьютерных
технологий.
Важнейшим этапом в развитии сетей стало появление стандартов,
позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры в сеть и
обеспечивающих совместимость оборудования.
Классифицируя сети по территориальному признаку различают
локальные (LAN), глобальные (WAN) и городские сети (MAN).
По типу взаимодействия сети делятся на одноранговые и клиентсерверные.
Для взаимодействия компьютеров в сети нужны аппаратные и
программные компоненты, обеспечивающие их соединение и
возможность «разговаривать на одном языке».